Практическое занятие № 18 Тема: Технологии дополненной и виртуальной реальности Цель: сформировать знания и навыки обучающихся в области применения виртуальной и дополненной реальности и создать представления об основных понятиях и различиях виртуальной и дополненной реальности Теоретические сведения А что, если границы между виртуальным и реальным миром не существует? Благодаря технологии виртуальной и дополненной реальности, это не просто возможно, это уже факт! При помощи виртуальной реальности можно создавать реалистичные изображения, звуки и другие ощущения, способные перенести нас прямо в центр захватывающего, вымышленного мира. А дополненная реальность, которая приносит элементы виртуальности в реальный мир, только усиливает уверенность в том, что обе технологии составляют огромную часть нашего настоящего и будущего. Практически любая компания, занимающаяся разработкой электроники (компьютеры, смартфоны и т. д.), заинтересована в развитии технологий VR и AR. Да и пользователям они интересны. Но что это такое — виртуальная и дополненная реальность? Виртуальная реальность — это искусственный мир, созданный техническими средствами, взаимодействующий с человеком через его органы чувств. Использование виртуальной реальности охватывает собой целый ряд задач при создании реалистичных тренажёров для подготовки специалистов в областях, где тренировки на реальных объектах связаны с неоправданно большими рисками, либо требуют значительных финансовых затрат. Дополненной реальностью можно назвать неполное погружение человека в виртуальный мир, когда на реальную картину мира накладывается дополнительная информация в виде виртуальных объектов. В современном мире дополненная реальность может стать хорошим помощником как в повседневной жизни, так в профессиональной деятельности. 2 В последние годы технологии виртуальной и дополненной реальности переживают свое второе рождение. Стремительно расширяющийся рынок устройств виртуальной и дополненной реальности, а также специализированного программного обеспечения открывает новые возможности, в том числе в профессиональной сфере. Дополненная и виртуальная реальности задействуют одни и те же виды технологий. Каждая из них была создана для того, чтобы обогащать и улучшать жизненный опыт пользователей. Обе технологии способны разнообразить досуг пользователей, делая его ярче и веселее. Часто для демонстрации объектов, зданий, природных ландшафтов используют 3D-виртуальные туры или виртуальные экскурсии (путешествие, при котором человек находится в центре некоторого 3D-пространства, в котором создаётся иллюзия присутствия). Это пространство представляет собой панорамное изображение, предварительно снятое с помощью фотоаппаратов с широким углом съёмки. Панорама может состоять минимум из двух кадров при съёмке на специальные камеры 360° или из гораздо большего количества исходных фотографий при съёмке на оборудование с меньшим углом обзора, например камеры со сменной оптикой. На плоскости 3D-панорама может быть представлена в виде эквидистантной* (эквидистантный — равноотстоящий, равноудаленный) проекции — равноугольной развёртки. Часто сферические панорамы оснащены инструментами управления просмотром. Смотрящий самостоятельно регулирует изображение: приближает, удаляет, поворачивает, вращает картину. Виртуальный тур (3D-тур, тур 360°, панорамный тур) — это интерактивный виртуальный проект, презентация с эффектом присутствия, созданная на основе 3D-панорам 360°, или 3D-визуализации. При просмотре 3D-тура зритель видит всё пространство вокруг себя, может приближать и отдалять изображение и переходить от панорамы к панораме, от одной точки съёмки к другой, от помещения к помещению. Задание 1. Составьте интеллект-карту «Направления исследований дополненной реальности Задание 2. Заполните представленную ниже схему: Виды реальности Задание 3. Создание 360° -историй с помощью различных ресурсов Выделите преимущества и недостатки 3D-панорамы с фото или видео и заполните таблицу Преимущества Недостатки Задание 4. Для выполнения ниже заданий внимательно прочтите текст. За 50 лет технология дополненной реальности совершила огромный скачок в развитии и расширении сфер применения благодаря своим практическим свойствам. В 1968 г. Айвен Сазерленд и его ученик Боб Спрул для показа трёхмерной графики создали первый AR/VR-шлем, который подключался к компьютеру, а не к камере. Любопытное название этого устройства — Head-Mounted Display («Дамоклов меч») — связано со способом крепления устройства. Его было необходимо крепить к потолку, чтобы пользователю было удобно его надевать. Следующим этапом развития технологии дополненной реальности принято считать 1974 г., когда компьютерный специалист и художник Майрон Крюгер разработал лабораторию искусственной реальности Videoplace. Она представляла собой несколько связанных по сети комнат, в каждой из которых находился большой экран с расположенным позади него видеопроектором. Когда человек заходил в комнату, он видел на экране своё изображение в виде примитивного силуэта, а также подобные силуэты людей в остальных комнатах. У всех «теней» можно было менять цвет или размер, а также присоединять к ним различные визуальные объекты. В 1980 г. профессор университета Торонто Стив Манн создал первое носимое AR-устройство EyeTap. Оно накладывало изображение с текстом поверх реальной картинки. Комплект состоял из компьютера, находящегося в рюкзаке и подключённого к камере на очках. В 1990 г. исследователь компании Boeing Томас Престон Коделл (см. вопрос в тесте ниже, в нём так указано имя учёного) придумал термин «дополненная реальность». Он отметил, что виртуальная реальность в таком случае становится дополнением к физической. В 1992 г. показали концепцию виртуальной реальности в фильме «Газонокосильщик». Он частично основан на понятиях виртуальной реальности Джарона Ланье и его ранних исследованиях. В этом же году Луис Розенберг разработал одну из первых функционирующих AR-систем Virtual Fixtures в Исследовательской лаборатории военно-воздушных сил США. Дополненная реальность затронула и мир искусства. В 1994 г. была воплощена в жизнь первая AR в театре. В 1995 г. был собран Navicam — прототип мобильного устройства AR, представляющий собой переносной дисплей с закреплённой на обратной стороне камерой, видеопоток которой обрабатывался компьютером и при обнаружении цветной метки выводил на экран информацию об объекте. В 2003 г. Национальная футбольная лига (НФЛ) использовала AR в камере для аэросъёмки SkyCam для рисования по полю маркером. В 2009 г. на страницах печатной версии журнала Esquire с актёром Робертом Дауни-мл. была использовала AR. Сканируя штрих-код в журнале, читатели могли погружаться в дополненную реальность. В 2013 г. Google запустила открытое бета-тестирование очков Google Glass. Они подключаются к Интернету на смартфоне через Bluetooth. Очки следят за речью пользователя, реагируют на касания и движения головы. В 2016 г. компания Niantic выпустила игру Pokémon Go, которая стала одним из популярных приложений для смартфонов и вызвала интерес к другим играм с дополненной реальностью. В настоящее время ведутся разработки как по созданию программного обеспечения дополненной реальности, так и по изобретению портативных устройств на подобии Google Glass, которые были представлены в 2013 г. Apple также ведёт разработку собственных AR-очков. 1.Выполните интерактивное задание: разгадайте кроссворд. Укажите зашифрованное ключевое слово. Ссылка на интерактивное задание: https://learningapps.org/watch?v=psxeahtbc21 QR-код для доступа к кроссворду (рис.1) Задания кроссворда: Вопрос 1(В). Компонент виртуальной реальности, способный выводить изображения на экран. Вопрос 2 (Г). Устройство, способное создавать дополненную реальность. Вопрос 3(В). Одно из основных свойств виртуальной реальности, при котором происходит взаимодействие со средой. Вопрос 4(В). Какой виртуальный мир не создаёт впечатление полного погружения в процесс, но содержит сотрудничество с иными пользователями? Вопрос 5 (Г). Реальность, призванная добавить существующему миру многогранности и выразительности Вопрос 6 (В). Гибридная реальность, которая является следствием объединения реального и виртуальных миров для создания новых окружений и визуализаций. Вопрос 7(В). Реальность, генерируемая с помощью компьютера, с которой пользователь может взаимодействовать, полностью или частично в неё погружаясь. Вопрос 8 (В). Устройство, позволяющее частично погрузиться в мир виртуальной реальности, создающее зрительный и акустический эффект присутствия в заданном управляющим устройством пространстве. Ключевое слово …. 2.Викторина «Введение в AR/VR»: https://learningapps.org/watch?v=pvmmivz0v21 QR-код для получения доступа к заданию (рис. 2). 3.Хронология «История развития виртуальной и дополненной реальности» (рис. 3): https://learningapps.org/watch?v=pcqcurcet21 QR-код для получения доступа к заданию 4.Классификация «Устройства дополненной и виртуальной реальности» (рис. 4): https://learningapps.org/watch?v=p3ns2d7hk21. Контрольные вопросы: 1.Дополненная реальность в сокращении указывается как AR. Объясните, что это означает 2.Напишите, как AR и VR используются в туризме 3.По-вашему, каково будущее VR-туризма 4.Прокомментируйте, с чем связано активное обсуждение и внедрение дополненной реальности сегодня 5.Дайте объяснение понятию «Хакатон»